Question

（17分）從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子，初速可忽略不計(jì)，這些粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，從M孔以平行于MN方向進(jìn)入一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形的磁場(chǎng)區(qū)域MNQP，如圖14所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，其中PQ的中點(diǎn)S開有小孔，外側(cè)緊貼PQ放置一塊熒光屏。當(dāng)把加速電壓調(diào)節(jié)為U時(shí)，這些粒子剛好經(jīng)過(guò)孔S 打在熒光屏上，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。請(qǐng)說(shuō)明粒子的電性并求出粒子的比荷（）

 

Answer 1

【答案】

解：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示，

其中O為軌跡的圓心。由于受力沿MP邊，粒子帶正電。（2分）

粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：

解得：①（3分）

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力得：

解得②（3分）

又由軌跡圖，在ΔOSP中有：解得③（5分）

將③與①式代入②解得：。（4分）

【解析】應(yīng)用動(dòng)能定理求出帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度，畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡圖，利用洛倫茲力提供向心力和圖中幾何關(guān)系列方程解答。